Путешествие крови по организму человека

ГЕМОПОЭЗ ИЛИ КРОВЕТВОРЕНИЕ: КАК ЗАРОЖДАЕТСЯ КРОВЬ В НАШЕМ ОРГАНИЗМЕ?

Кровь – это уникальная жидкая соединительная ткань, в структуре которой выделяют жидкую среду – плазму, красные и белые форменные элементы крови. Ее движение по замкнутой системе осуществляет сердце. Но откуда появляется кровь в организме? Как происходит этот процесс?

Гемопоэз или как зарождается кровь

Кровь не может возникать ниоткуда. Это сложный процесс, который контролируется многими органами и системами и называется гемопоэзом. В ходе этого процесса происходит превращение стволовой в зрелые клетки крови. Когда рождаются эритроциты, этот процесс называется эритропоэом, лейкоциты – лейкпоэзом, тромбоциты – тромбоцитопоэзом и др.

Стволовые гемопоэтические клетки, то есть те, из которых организм может сделать кровь, сосредоточены в красном костном мозге, но их циркуляция может осуществляться в органах, не относящихся к кроветворению.

Содержание клеток в крови у относительно здорового человека стабильно, но при некоторых адаптационных процессах, например, в условиях высокогорья, кровопотери или инфекции, дифференцировка этих клеток ускоряется, что и отображается в анализе крови.

Известно, что ежедневно теряется 2-5 миллиардов клеток, но они замещаются равным количеством новых. Поэтому гемопоэз не прекращается на протяжении всей жизни. Учеными был подсчитан общий вес клеток, которые образуются за всю жизнь (примерно 70 лет): 460 кг эритроцитов, 40 кг тромбоцитов и 275 кг лимфоцитов.

Представление о гемопоэзе основано не теории А.А. Максимова о стволовых клетках. Согласно этой теории, существует одна клетка-прародитель, которая впоследствии может превратиться в любую клетку крови, будь то эритроцит, тромбоцит или лимфоцит. Существует 2 основные линии, схемы кроветворения: лимфоидная, в ходе которой образуются различные виды лимфоцитов, и миелоидная, ведущая к образованию всех остальных клеток крови.

Гемопоэтические стволовые клетки

Стволовые клетки уникальны по своей природе, они могут превращаться не только в клетки крови, но и в клетки других тканей, например, воспроизводить все ткани плода во время внутриутробного развития, уже после рождения строить ткани внутренних органов, крови и т.д.

Для всех стволовых клеток характерен ряд общих свойств:

их строение уникально, т.к. отсутствуют структурные компоненты. А вот строение клетки крови значительно отличаются, ее компоненты выполняют определенные функции;

способны делиться на десятки, сотни и тысячи клеток;

могут перерождаться и превращаться в зрелые клетки, а их строение соответствует ее типу;

способны к асимметричному делению: если в этом процессе образуется одна стволовая клетка, то вторая превращается в специализированную;

могут перемещаться в очаги повреждения и в буквальном смысле латать дыры, так и происходит регенерация тканей, например, кожи при ее повреждениях.

Где получается кровь?

После рождения главным органом гемопоэза является красный костный мозг, который сосредоточен в большинстве костей, например, ребрах, грудине, а также эпифизе трубчатых костей.

Регуляция процесса образования крови происходит в соответствии с потребностями организма. Чтобы запустить процесс дифференцировки стволовых клеток, нужен сигнал, который поступает от цитокинов, гормонов, которые «рассказывают» о составе крови. И именно они тормозят или ускоряют процесс кроветворения.

В этом процессе принимают участие и играют важную роль витамины, макро- и микроэлементы и, конечно, вода.

Витамин В12 и В9 (фолиевая кислота) участвуют в процессе созревания и деления клеток. Железо и медь необходимы для синтеза гемоглобина, а также для созревания эритробластов – предшественников эритроцитов.

Или формирование эритроцитов, которое происходит в костном мозге тазовых и других костей, а у малышей – в эпифизе трубчатых костей. Срок жизни эритроцитов 3-4 месяца, а их утилизация (апоптоз) происходит в печени и селезенке.

Прежде чем выходить в кровь, будущие эритроциты проходят через последовательные стадии созревания, соответствующие красному ростку кроветворения.

Стволовая клетка дает клетку-предшественник – унипотентную клетку, которая имеет рецепторы к эритропоэтину – гормону, вырабатываемому почками, он и контролирует созревание красных кровяных клеток.

Колониеобразующая единица эритроцитов дает начало эритробласту, и через несколько стадий развития они дают «потомство» по следующей схеме:

несколько последовательных форм нооцитов;

нооцит – зрелый эритроцит, когда он выходит в кровоток и за непродолжительное время становится полноценным эритроцитом.

Лейкоциты могут образовываться в ходе последовательных клеточных превращений, происходящих в органах кроветворения, он начинается в красном костном мозге.

Различают 5 типов лейкоцитов: гранулоциты – это нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, и агранулоциты, к числу которых относят моноциты и лимфоциты. Они и составляют лейкоцитарную формулу.

Из стволовой клетки I класса образуется клетка-предшественник миелопоэза или лимфопоэза. И уже эти клетки через определенное число делений и этапов дифференцировки превращаются в зрелые лейкоциты, причем у каждого вида лейкоцита количество этих стадий неодинаково.

Регуляция процесса кроветворения – сложнейшая и генетически обусловленная система. Любые нарушения в этой системе, будь то нарушения выработки гормонов или же болезни, приводят к нарушению нормального состава крови и развитию тех или иных заболеваний.

Так как циркулирует кровь по всему организму, она, можно сказать, является переносчиком информации и может многое рассказать о состоянии здоровья, главное – уметь интерпретировать полученные результаты, но об этом в других материалах.

Источник

Семь фактов о крови, которые вы могли не знать

Со школы многие знают, что основные функции крови — транспортировка кислорода и питательных веществ по всему организму и удаление отходов жизнедеятельности клеток организма. Между тем у нее есть и другие задачи: защита от патогенных микроорганизмов, регулирование температуры и поддержание баланса важных химических и питательных веществ. The Conversation называет семь необычных фактов о крови, которые знает не каждый.

Фото: pixabay.com

Кровь может быть твердой

Кровь — это соединительная ткань в организме. Она имеет многоклеточный компонент, состоящий из эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов, и жидкий внеклеточный матрикс. В отличие от других соединительных тканей, это жидкость. Но когда ткани повреждены, например из-за пореза, кровь становится твердой — этот процесс называется свертыванием. Как это происходит: тромбоциты «прилипают» к открытой ране, затем растворимый фибриноген (тип белка плазмы) превращается в нерастворимый фибрин, который образует «сетку» вокруг раны и предотвращает дальнейшую кровопотерю. Со временем, когда рана заживет, сетка разрушается.

У большинства людей кровь состоит примерно из 45% кровяных клеток (в основном эритроцитов и только 1% лейкоцитов) и 55% плазмы. Большое или, наоборот, слишком малое содержание компонентов может вызывать болезни, например анемию.

Клетки крови постоянно производятся и перерабатываются. Организм производит около 2 миллионов эритроцитов в секунду, но это количество может быть в разы больше во время стресса, например на большой высоте, когда мало кислорода.

И еще один факт: в среднем у мужчин от 4,7 до 6,1 млн клеток крови на микролитр, а у женщин — от 4,2 до 5,4 млн.

Объем крови постоянно меняется

В среднем у мужчин от пяти до шести литров крови, а у женщин — от четырех до пяти.

Однако объем крови в организме человека меняется в течение суток. Особенно перед обедом, так как к этому времени в организм поступает больше всего жидкости. Объем крови беременной женщины может увеличиться на 50% — это необходимо для поддержания матки, в которой находятся плацента и развивающийся плод.

Существует более четырех групп крови

Человек наследует группу крови от родителей — A, B, AB или O, эти группы определяют, какие у него есть антигены (если кровь двух людей несовместима — она не может быть перелита и использована в качестве донорской). Другой тип крови связан с резусом — он бывает отрицательным и положительным. У человека c Rh + есть дополнительные антигены, поэтому он не может сдавать кровь для человека с Rh-, поскольку это может вызвать реакцию иммунной системы.

Фото: Louis Reed / Unsplash

Организм способен производить больше клеток крови

Организм постоянно вырабатывает клетки крови и может производить их больше при потере крови. Это означает, что человек может сдать приблизительно 470 миллилитров донорской крови за один раз. Полное восстановление клеток у мужчин займет около 12 недель, у женщин — 16.

При потере более 40% объема крови человек умирает, при 10−20% — впадает в шок. В шоковом состоянии организм пытается исправить ситуацию, увеличивая частоту сердечных сокращений и дыхание, тело потеет, кожа теряет цвет.

У крови есть срок годности

Раньше считалось, что донорская кровь должна использоваться сразу. Но теперь кровь разделяют на различные компоненты — эритроциты, лейкоциты, тромбоциты и плазму, чтобы обеспечить ее максимально эффективное использование, поскольку пациенту может потребоваться только один из них.

Кровь имеет срок годности, и насколько быстро она должна быть использована, зависит от компонента. Эритроциты могут храниться около шести недель, а тромбоциты — всего несколько дней. Плазму можно заморозить на срок до одного года, а лейкоциты чаще всего отфильтровываются и не используются.

Кровопускание считалось лекарством

Кровопускание, которое известно не менее трех тысяч лет, было популярным средством лечения многих заболеваний. Во многих случаях проводить его помогали пиявки, которые могут потреблять от пяти до десяти миллилитров крови за раз — примерно в десять раз больше своего веса. Раньше кровопускание проводили парикмахеры, которые занимались общими медицинскими процедурами.

Кровопускание используется и в настоящее время, например, при пластической или реконструктивной хирургии. Специально выращенные пиявки помогают удалить свернувшуюся кровь в области заживающей ткани. Другая форма кровопускания заключается в использовании иглы для удаления крови и уменьшения количества железа в организме при лечении гемохроматоза (накопление в тканях и органах большого количества железа).

Не вся кровь красная

Кровь человека красная из-за наличия гемоглобина, но не у всех животных она имеет такой цвет. У рыбы-белокровки прозрачная кровь, у одного вида сцинков (вид ящерицы) — зеленая, у арахисовых червей — фиолетовая, у многих жуков — желтая. Цвет крови обычно обусловлен наличием в ней специфических белков.

Источник

СИСТЕМА КРОВООБРАЩЕНИЯ: КАК И ПОЧЕМУ КРОВЬ ДВИЖЕТСЯ ПО СОСУДАМ?

Сердце и сосуды, при помощи которых и осуществляется кровоснабжение тканей, органов и систем, еще и объединяют организм в единое целое, так же как и нервная система. Но как осуществляется кровоснабжение, и какие круги кровообращения имеются у человека?

Сердце и его особенности

Сердце человека имеет типичные характеристики, присущие млекопитающим. Речь идет о четырехкамерном сердце, где симметрично расположен правый и левый желудочек и, соответственно, правое и левое предсердие.

В предсердия входят сосуды: в левое – легочные вены, в правое – полые. Из левого желудочка, который имеет самую толстую стенку, выходит восходящая аорта, из правого – легочная артерия.

Сердце – полый мышечный орган, в строении которого выделяют несколько слоев:

эпикард или внешняя оболочка сердца, защищает его внутренние части от повреждения и инфекций;

миокард – средняя оболочка, обеспечивает качественное сокращение, вот поэтому так опасен инфаркт миокарда, ведь нарушается сократительная способность, и начинают страдать все органы;

эндокард – внутренняя оболочка, а за счет ее складок образуются сердечные клапаны, обеспечивающие правильный кровоток.

Известно, что течение крови по сосудам обеспечивает сердце, и чтобы осуществить это действие, в нем сосредоточена проводящая система: специальные мышечные волокна, узлы и пучки, состоящие из волокон. По своему строению они напоминают сочетание мышечной и нервной ткани. Как раз за счет координации сокращений отделов проводящая система обеспечивает автоматизм работы сердца и ритмичность его сокращений – ритм.

Кровеносные сосуды: от самых крупных до мелких

Строение кровеносных сосудов зависит от выполняемой функции и, конечно, его вида, будь то артерии, вены или артериолы, венулы, капилляры и др. Но в целом в их анатомическом строении можно выделить 3 главных слоя, которые у разных сосудов выражены по-разному, что и объясняется их предназначением:

внутренний, также называется интимой, является гладким, что необходимо для снижения сопротивляемости кровотока и предотвращения повреждений форменных элементов крови;

средний – медиа, где сосредоточены гладкомышечные волокна. В ответ на определенные действия и раздражители способны сокращаться. Таких волокон особенно много в мелких артериях и артериолах, то есть сосудах мышечного типа, это и определяет характер течения крови в мелких кровеносных сосудах;

наружный слой – адвентиций, где сосредоточено большое количество коллагеновых волокон, жировых клеток. Такое строение преследует одну цель – обеспечить устойчивость стенок сосудов к высокому давлению крови, а у венозных сосудов этот слой не позволяет чрезмерно растягиваться и разрываться.

Все сосуды выполняют определенные функции. Например, аорта, легочная артерия и все отходящие крупные артерии, которые называют магистральными, относят к амортизирующему типу сосудов. Их главная задача – принимать кровь из желудочков, откуда она выходит под высоким давлением, чтобы они не разрывались в них выражен эластичный слой.

Существуют и сосуды сопротивления – это мелкие артерии, артериолы оказывающие наибольшее сопротивление кровотоку за счет гладкомышечных клеток. Сокращение осуществляется под действием ряда сосудоактивных веществ: нейромедиаторов, гормонов и др. Они влияют на органный кровоток и значения артериального давления.

Капилляры, пре- и посткапилярные сосуды, где и происходит газообмен называют обменными сосудами. А вены, которые вмещают в себя большие объемы крови – емкостными. Именно они обеспечивают депонирование крови, то есть замедляют ее возврат к предсердиям. Особенно такие свойства выражены у вен селезенки, печени, кожи и легких. За счет сократительной способности вен они влияют на сокращения сердца.

Круги кровообращения

Основная задача большого круга кровообращения – газообмен, снабжение веществами всех органов и тканей, и на это уходит порядка 20-25 секунд.

Свое начало этот круг берет в левом желудочке сердца. Когда происходит его сокращение, богатая кислородом кровь бежит в аорту, а после распределяется по артериям, артериолам и капиллярам всех органов и тканей, где и происходит процесс обмена питательными веществами: газами, жидкостью, витаминами, минералами, глюкозой и т.д. После этого процесса начинается обратный ток крови по венулам и венам в правое предсердие. Здесь и заканчивается большой круг.

Но важно отметить несколько деталей. Во-первых, самые крупные сосуды большого круга кровообращения – аорта, которая берет свое начало из левого желудочка, на ее дуге отходят несколько ответвлений, которые несут кровь к голове, рукам. Сама аорта далее проходит вдоль позвоночного столба, где еще дает ветви, питающие органы брюшной полости, и нижние конечности.

Во-вторых, в большом круге кровообращения есть несколько систем: кровообращение печени и почек. Кровь, побывавшая в желудке, кишечнике, поджелудочной железе и селезенке, течет в воротную вену и проходит через печень. Здесь происходит обезвреживание веществ, образующихся в кишечнике при переваривании пищи. В этой системе ток крови снижается, что обусловлено функцией органов.

Малый круг кровообращения необходим для насыщения крови кислородом, и на этот процесс уходит в среднем 5-7 секунд. Из правого предсердия кровь попадает в левый желудочек, где и начинается малый кругу. Отсюда крупные сосуды малого круга кровообращения, а именно легочный ствол, легочные артерии и их разветвления, несут кровь в легкие. Здесь и происходит главный газообмен — кровь насыщается кислородом и «бежит» к левому предсердию. Так и замыкается малый круг.

Источник